[发明专利]镍单核类氢化酶模型物及其中间产物、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种镍单核类氢化酶模型物，所述镍单核类氢化酶模型物的化学结构式如下所示：其中，所述镍单核类氢化酶模型物为离子型化合物，其以镍原子为结构单元的中心，镍原子上分别连接一个双膦配体和一个双齿氮硫配体[NS]，共同组成阳离子配合物，阳离子配合物带有一个正电荷，阳离子配合物抗衡一个四氟硼酸根阴离子；所述双膦配体为1,2‑双二苯基膦乙烷，所述双齿氮硫配体[NS]为8‑喹啉硫醇。所述的镍单核类氢化酶模型物具有催化活性，是良好的仿酶模型催化剂，其晶体结构稳定，且采用廉价金属镍，可降低成本，具有经济性。

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，尤其涉及镍单核类氢化酶模型物及其中间产物、制备方法和应用。

背景技术

随着人口的增长，环境污染的加剧以及矿石能源的减少，开发清洁能源来代替传统能源成为大势所趋。在这些清洁能源中，氢气以其高的燃烧热，燃烧后无污染，仅释放H₂O，可再生等优点，而被大家广泛关注。

目前工业上的制氢方法多为电解水和化石能源气化，电解水的制氢技术存在耗能大，需要较高的电量，并且由于电解装置的限制，产氢规模较小，未达到能源需求的级别。矿石能源气化的制氢技术，首先矿石能源不可再生，且反应后生成的CO，CO₂等大气污染物。

为寻找清洁、廉价、高效的产氢方法，科学家发现生物体内存在某种能够催化可逆反应的酶，命名其为氢化酶；氢化酶主要包括三类：单Fe氢化酶，FeFe氢化酶以及NiFe氢化酶，科学家根据氢化酶的结构和性质，模拟合成了许多仿酶模型物，但多数仿酶模型物不具备催化活性，少数具有活性的配合物，其结构不稳定等，阻碍了生物仿酶制氢的发展。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供镍单核类氢化酶模型物及其中间产物、制备方法和应用，以解决现有技术中多数仿酶模型物不具备催化活性，少数具有活性的配合物，其结构不稳定等，阻碍了生物仿酶制氢的发展的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种镍单核类氢化酶模型物，所述镍单核类氢化酶模型物的化学结构式如下所示：

其中，所述镍单核类氢化酶模型物为离子型化合物，其以镍原子为结构单元的中心，镍原子上分别连接一个双膦配体和一个双齿氮硫配体[NS]，共同组成阳离子配合物，阳离子配合物带有一个正电荷，阳离子配合物抗衡一个四氟硼酸根阴离子；所述双膦配体为1,2-双二苯基膦乙烷，所述双齿氮硫配体[NS]为8-喹啉硫醇。

本发明第二方面提供了一种镍单核类中间产物，所述镍单核类中间产物的化学结构式如下所示：

其中，所述镍单核类中间产物以镍原子为结构单元的中心，镍原子上分别连接一个双膦配体和一个双齿氮硫配体[NS]，镍原子与氯原子以金属键形式连接；所述双膦配体为1,2-双二苯基膦乙烷，所述双齿氮硫配体[NS]为8-喹啉硫醇。

本发明第三方面提供了一种镍单核类中间产物的制备方法，包括以下步骤：

在室温环境下，将Ni(dppe)Cl₂溶解于第一有机溶剂中，以获得Ni(dppe)Cl₂溶液；将8-喹啉硫醇钠溶解于第一有机溶剂中，以获得8-喹啉硫醇钠溶液；

将所述8-喹啉硫醇钠溶液滴加到所述Ni(dppe)Cl₂溶液中，去除反应过程中产生的氯化钠，减压浓缩，得到镍单核类中间产物；其中所述8-喹啉硫醇钠和所述Ni(dppe)Cl₂的物质的量之比为1：0.8～1.3。

优选地，所述8-喹啉硫醇钠和所述Ni(dppe)Cl₂的物质的量之比为1：1。优选地，所述第一有机溶剂为二氯甲烷或四氢呋喃。